Signalausbreitung im freien Raum

Auch im freien Raum findet eine Wellenausbreitung statt, jedoch wird die Welle nicht durch Ströme und Spannungen gebildet, sondern durch Feldgrößen. Elektrisches und magnetisches Feld tauschen Energie untereinander aus und bewegen sich zugleich als Schwingungsmuster vorwärts. Die Zusammenhänge werden durch die MAXWELLschen Gleichungen beschrieben. Da im materiafreien Raum weder Ladungen noch Ströme existieren, erhalten diese eine vergleichsweise einfache Gestalt. Als Lösungen ergeben sich typische Wellenmuster, etwa die gleichförmige ebene Welle. Auslösung und Detektion von elektromagnetischen Wellen erfolgt über Antennen, wobei man zwischen Dipolantennen und Rahmenantennen unterscheidet. Sie werden beschrieben durch das Richtdiagramm sowie über die Begriffe Antennengewinn und Antennenhöhe.